Способ моделирования геомеханических процессов в толще горных пород

17782 Е 9 0 ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССРГОСПАТЕНТ СССР) 5 ОПИСАНИЕ ИЗОБР Я Е ВТОРСМОМЪ/ СВИДЕТЕЛЬСТВ юл. Р 44 свидетельство СС Е 21 С 39/00, 19 ДЕЛИРОВАНИЯ ГЕОИЕХАНИСОВ В ТОЛЩЕ ГОРНЫХ ПОзование: в горной и и моделировании в л виях геомеханицески лще горных пород .с ых материалов. Сущн основание стенда,моделирования, сна в которых размеще(57) Исполь ленности пр торных усло цессов в то эквивалентн изобретения зуемого для отверстиями омыш- борапро" омощью сть исполь жено ы стерИзобретение относится к горной промышленности и может бь 1 ть использовано при моделировании в лабораторных усвиях геомеханичаских процессов влще горных пород, возникающих при отработке твердых полезных ископаемых.Наиболее близким аналогом по технической сущности и достигаемому.ре" зультату является способ, включающий укладку слоев эквивалентного материаа на поверхность, образованную плос" кими площадками, воспроизводящими гипсометрию залежи, имитацию процесса выемки полезного ископаемого путем опускания плсских площадок и формирования полостей, контроль напряжений и подвижек в эквивалентном материале 4 4(56) Авторскс:еУ 1682559, кл.Ь 4) СПОСОБ Ио ЧЕСКИХ ПРЩЕС РСЛ СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛ ИСТИЧ ЕС КИРЕСПУБЛИК концы снабжены плоски- возможностью их пврероизведения гипсомет" вы залежи, обработка тся. Перед закаткой лентных материалов етрию почвы и кроватываемои залежи . станавливают на уров-,жни, их верхниеми площадками смещения для восприи кровли и почкоторой имитируемодели из эквиваопределяют гипсомли участка отрабЧасть площадок уне гипсометрии поплощадки на уровли выработанныхные площадки снатами. Затем осущвиеалентного матемки осуществляючасти площадок,сометрию кровлиранства. 2 ил. чвы целиков,а другие. не гипсометрии .кровпрсстранств, Граничбжаются съемными бор ествляют укладку экериала,Имитацию вы- т путем опускания воспроизводящих гипвыработанного простНедостатком способа является невозможность воспроизведения динамики геомеханических процессов в опорных целиках в процессе выемки залежи. Это снижает адекватность моделирования.Цельюизобретения является повышение адекватности моделирования геомеханических процессов,Это достигается тем, что согласно известному способу, включающему укладку слоев эквивалентного материала ,на поверхность, образованную плоскимь площадками, воспроизводящими гипсомет рию залежи, имитацию процесса выемки полезного ископаемсго путем опускания плоских площадок и Формирования поло" стей, геометрические параметры кото 1778295рых подобны геометрическим параметрамвыработок, контроль напряжений иподвижек в эквивалентном материале,устанавливают часть плоских площадокна уровнях, воспрсизводящих гипсометрию поцвы целиков, а другую частьплощадок на уровнях, воспроизводящихгипсометрию кровли целиков, а имита"цию процесса выемки осуществляют путем опускания площадок, установленныхна уровне кровли залежи.На фиг.1 показан вертикальный разрез стенда до начала имитации процесса отработки залежи (Фрагмент); наФиг,2 - то же, после имитации выемкизалежи,Используемый для моделированиястенд состоит.из рамы 1, боковых стенок 2 и основания 3, которое имеетсквозные отверстиядля установки вних стержней 5, имеющих возможностьфиксированного перемецения в отверстиях 1, снабженных резьбой. На верхних концах стержней 5 закреплены пло 25ские, например квадратные, площадки6, которые образуют единую ступенча"тую поверхность, Площадки 6 снабженыкреплением для установки по краямсьемньх бортов 7, На площадках 6 раз- ЗОмещен эквивалентный материал имитирующий залежь 8 и породы кровли 9.В эквивалентном материале размещенасистема 10 регистрации напряжений,разуплотнений, подвижек искусственного массива.Способ моделирования геомеханичес"ких процессов с использованием опи".санногс стенда заключается в следующем,40По экспериментальным данным, полуценным с помощью геологицеских разведочных скважин, разведочных выработок и т,д, строят гипсометрическиепланы почвы и кровли залежи рроектисруемой к вьемке,например, камерноцеликовой системой разработки, Послеэтогс определяют контуры проектныхвыработанных пространств и целиков.Затем по этим данным в соответствиис критериями геометрического подобия, 5 Оустанавливают ряд плоских площадок6 на уровнях, воспроизводящих поверхность контакта целиков с поцвой (заштрихованные площадки на рис.1 и 2),Это осуществляется путем перемещениястержней 5. Другие плоские площадки6 (не заштрихованы) устанавливают науровнях, воспроизводящих поверхность кровли выработанного пространства. Накраях этих площадок закрвпляют жесткиеборта 7, например из листового металла. Таким оЬразом над основанием 3 стендг формируется сложная ступенча" тая поверхность. Чатем укладывают эк" вивалентный материал 8, имитиГуюций цели ки (руднье), а после этого укладывают эквивалентный материал 9, который имитирует породы крс вли. По мере укладки эквивалентного материала размещают датчики системы 10 контроля напряжений и смещений. После этого осуществляют пригрузку стенда в соответствии с известными принципами тес" рии подобия.Имитацию процесса отработки осуществляют путем опускания части площадок 6 с которых предварительно снимают борта 7. При этом образуются по лости 11, геометрия которых подобна геометрии вынимаемых камер, Последо" вательность опускания площадок 6 оп" ределяется календарным планом развития горных работ, Образованные полости 11 могут заполняться обрушающимся эквивалентным материалом или материалом имитирующим закладочный массив, в зависимости от технологии горных работ, Последовательное Формирование полостей 11, обеспечивает воспроизве. дение временной и пространственной динамики геомеханических процессов в горном Массиве, что обеспецивает зна" чительное расширение возможностей стенда. Измерения системы 10 контроля вводятся непосредственно в микро-ЭВИ 3и обрабатываются в реальном масштабе времени с выдачей данных о напряжениях и смещениях в искусственном массиве, которые затем пересчитываются с целью прогноза геомеханицеских процессов в реальном горном массиве.формула и зобретенияСпосоЬ моделирования геомеханичес" ких процессов в толще горных пород, включающий укладку слоев эквивалентного материала на поверхность, образованную плоскими площадками, воспроизводящими гипсометрию залежи, имита" цию процесса выемки полезного ископаемого путем опускания плоских площадок и формирования полостей, геометрические параметры которых подобны геометрическим параметрам выработок, контроль напряжений и подвижек в эк1778295 Фиг. 2. Составитель В.ШтТехред М.Моргент ктор И,Шулла едакт Заказ 41 ВНИИЛИ Г роизводственно-издвтеньскнй комбинат Патент , г.ужгород,гарина,вивалентном материале, о т л и ч а . ю щ и й с я тем, что, с целью повышения адекватности моделирования геомеханических процессов, устанавливают часть плоских площадок на уровнях, воспроизводящих гипсометрию кровли Ти раж: -,/ врственного комитета по иэо 113035, Иосква, Н(-35, Рвыработанных простр; нств, а другуючасть площадок - на уровнях, воспроизводящих гипсометрию почвы целиков,а имитацию процесса выемки осуществляют путем опускания площадок, уста"новленных на уровне кровли залежи. Подписноеетениям и открытиям при ГКНТ ССушская наб., д. 4/5